(57)【要約】【課題】  コードレート７／８であるＭＴＲコード符号化／復号化方法およびその装置を提供する。【解決手段】  ７ビットのデータから、８ビットのコードワードを生成するＭＴＲコードの生成段階と、８ビットのコードワードと次の８ビットのコードワードとを連結して、制約条件を満足するか否かをチェックするＭＴＲ違反チェック段階と、制約条件を満足しなければ、特定ビットを変換して、制約条件を満足すれば、変換しないコードワード変換段階とを含む符号化方法、および、入力されたコードワードと次のコードワードとを連結して、制約条件を満足するか否かをチェックするＭＴＲ違反チェック段階と、制約条件を満足しなければと、特定ビットを変換し、制約条件を満足すると変換しないコードワード変換段階と、コードワード変換段階を経た８ビットのコードワードを、７ビットのデータに復号化する段階とを含む符号化方法。【選択図】      図１
2005135575.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された７ビットのデータから、所定の８ビットのコードワードを生成するコードレート７／８であるＭＴＲコード生成段階と、
前記８ビットのコードワードおよびこれに続けて入力される８ビットのコードワードを連結して、所定のＭＴＲ制約条件を満足するか否かをチェックするＭＴＲ違反チェック段階と、
前記ＭＴＲ制約条件を満足しなければ、コードワードの特定ビットを変換して、前記制約条件を満足すれば、コードワードを変換しないコードワード変換段階とを含み、
前記コードレート７／８であるＭＴＲコードは、
全２５６個の８ビットコードワードのうち、コードワードが連続する場合にも連続的なデータ遷移を示すＭＴＲ制約条件であるｊ＝２を満足できるように、
各コードワードの上位２ビットまたは下位２ビットに‘１’を１つ以下含んだ１０５個のコードワードのうち、‘００００００００’，‘０００００００１’，‘００１０００００’，‘０１００００００’,‘０１１０００００’,‘１０００００００’,‘１０１０００００’を除外した９８個のコードと、‘１１０’で始まるか、‘０１１’で終わる４４個のコードワードのうち、‘１１００’で始まる１３個のコードワードおよびコードワード‘１１０１００００’を含まない３０個のコードワードとからなること、
を特徴とするコードレート７／８であるＭＴＲ符号化方法。
ただし、ｊは最大遷移回数を表す。
【請求項２】
前記ＭＴＲ違反チェック段階におけるＭＴＲ制約条件のチェックは、
前記１２８個のコードワードに対してコードワードを連結して、コードワードの違反検査対象の現在のコードワードをｃ(ｋ)とし、その次のコードワードをｃ（ｋ＋１）とするとき、現在のコードワードの下位２ビット（ｘ1,ｘ0）と次のコードワードの上位４ビット（ｙ7,ｙ6,ｙ5,ｙ4）とに対して、ＭＴＲ制約条件を満足するか否かを判断し、
前記コードワード変換段階におけるコードワード変換は、
連続する‘０’の数ｋが７以下を満足するか否かをチェックするパラメータをｚ0、ｊ＝３の制約条件を満足するか否かをチェックするパラメータをｚ１とするとき、ｚ0＝ｘ1＋ｘ0＋ｙ7＋ｙ6＋ｙ5＋ｙ4、ｚ1＝ｘ1ｘ0ｙ7ｙ6ｙ4（ここで、＋はモジュラ‐２加算演算を示す）によりｚ0およびｚ1を計算し、
ｚ０＝０である場合には、ｋ＝７を満足するように、ｘ0、ｙ7、ｙ6を１に変換し、ｚ１＝１である場合には、ｊ＝３を超過しないようにｘ0とｙ4とを０に変換すること、
を特徴とする請求項１に記載のコードレート７／８であるＭＴＲコード符号化方法。
【請求項３】
入力された７ビットのデータから、所定の８ビットのコードワードを出力するコードレート７／８であるＭＴＲコードを生成する７／８エンコーダと、
前記８ビットのコードワードおよびこれに続けて入力される８ビットのコードワードを連結して、所定のＭＴＲ制約条件を満足するか否かをチェックし、前記ＭＴＲ制約条件を満足しなければ、前記コードワードの特定ビットを変換して、前記制約条件を満足すれば、コードワードを変換しないＭＴＲ違反チェック／変換部とを含んで構成され、
前記コードレート７／８であるＭＴＲコードは、
全２５６個の８ビットコードワードのうち、コードワードが連続する場合にも連続的なデータ遷移を示すＭＴＲ制約条件であるｊ＝２を満足できるように、
各コードワードの上位２ビットまたは下位２ビットに‘１’を１つ以下含んだ１０５個のコードワードのうち、‘００００００００’，‘０００００００１’，‘００１０００００’，‘０１００００００’,‘０１１０００００’,‘１０００００００’,‘１０１０００００’を除外した９８個のコードと、‘１１０’で始まるか、‘０１１’で終わる４４個のコードワードのうち、‘１１００’で始まる１３個のコードワードおよびコードワード‘１１０１００００’を含まない３０個のコードワードとからなり、
前記ＭＴＲ違反チェック／変換部におけるＭＴＲ制約条件のチェックは、
前記１２８個のコードワードに対してコードワードを連結して、コードワードの違反検査対象の現在のコードワードをｃ(ｋ）とし、その次のコードワードをｃ（ｋ＋１）とするとき、現在のコードワードの下位２ビット（ｘ1、ｘ0）と次のコードワードの上位４ビット（ｙ7、ｙ6、ｙ5、ｙ4）とに対して、ＭＴＲ制約を満足するか否かを判断し、
前記ＭＴＲ違反チェック／変換部におけるコードワード変換は、
連続する‘０’の数ｋが７以下を満足するか否かをチェックするパラメータをｚ0、ｊ＝３の制約条件を満足するか否かをチェックするパラメータをｚ1とするとき、ｚ0＝ｘ1＋ｘ0＋ｙ7＋ｙ6＋ｙ5＋ｙ4、ｚ1＝ｘ1・ｘ0・ｙ7・ｙ6・ｙ4（ここで、＋はモジュラ-２加算演算を示す）によりｚ0およびｚ1を計算し、ｚ0＝０である場合には、ｋ＝７を満足するようにｘ0、ｙ7、ｙ6を１に変換し、
ｚ1＝１である場合には、ｊ＝３を超過しないようにｘ0とｙ4とを０に変換すること、
を特徴とするコードレート７／８であるＭＴＲコード符号化装置。
ただし、ｊは最大遷移回数を表す。
【請求項４】
前記ＭＴＲ違反チェック／変換部の並列コードワードを直列データに変換する並列／直列変換部と、
前記直列データをチャンネルに記録するために信号レベルを変換するプリコーダと、をさらに具備すること、
を特徴とする請求項３に記載のコードレート７／８であるＭＴＲコード符号化装置。
【請求項５】
現在入力された８ビットのコードワードをｃ(ｋ）とし、その次の８ビットのコードワードをｃ（ｋ＋１）とするとき、これらのコードワードｃ(ｋ）およびこれに続けて入力されるコードワードｃ（ｋ＋１）を連結して、所定のＭＴＲ制約条件を満足するか否かをチェックするＭＴＲ違反チェック段階と、
前記ＭＴＲ制約条件を満足しなければ、コードワードの特定ビットを変換し、前記制約条件を満足すれば、コードワードを変換しないコードワード変換段階と、
前記コードワード変換段階を経た８ビットのコードワードを、所定のＭＴＲコードにより７ビットのデータに復号化する段階とを含み、
前記コードレート７／８であるＭＴＲコードは、
全２５６個の８ビットコードワードのうち、コードワードが連続する場合にも連続的なデータ遷移を示すＭＴＲ制約条件であるｊ＝２を満足できるように、
各コードワードの上位２ビットまたは下位２ビットに‘１’を１つ以下含んだ１０５個のコードワードのうち、‘００００００００’，‘０００００００１’，‘００１０００００’，‘０１００００００’,‘０１１０００００’,‘１０００００００’,‘１０１０００００’を除外した９８個のコードと、‘１１０’で始まるか、‘０１１’で終わる４４個のコードワードのうち、‘１１００’で始まる１３個のコードワードおよびコードワード‘１１０１００００’を含まない３０個のコードワードとからなること、
を特徴とするコードレート７／８であるＭＴＲコード復号化方法。
ただし、ｊは最大遷移回数を表す。
【請求項６】
前記ＭＴＲ違反チェック段階におけるＭＴＲ制約条件のチェックは、
前記１２８個のコードワードに対してコードワードを連結して、コードワードの違反検査対象である現在のコードワードをｃ(ｋ)とし、その次のコードワードをｃ（ｋ＋１）とするとき、コードワードｃ(ｋ)の下位２ビット（ｘ1，ｘ0）とコードワードｃ（ｋ＋１）の上位４ビット（ｙ7、ｙ6、ｙ5、ｙ4）とに対してＭＴＲ制約条件を満足するか否かを判断し、
前記コードワード変換段階におけるコードワード変換は、
連続する０の数ｋが７以下を満足するか否かをチェックするパラメータをｚ0、ｊ＝３を満足するか否かをチェックするパラメータをｚ1とするとき、
【数１】
2005135575.tif 000023
によりｚ0およびｚ1を計算して、
ｚ0＝０である場合には、ｋ＝７を満足するようにｘ0、ｙ7およびｙ6を０に変換し、
ｚ1＝１である場合には、ｊ＝３を超過しないようにｘ0とｙ4とを１に変換すること、
を特徴とする請求項５に記載のコードレート７／８であるＭＴＲコード復号化方法。
【請求項７】
前記現在入力されたコードワードが、再生チャンネルの出力に対して等化処理される段階と、
前記等化された出力が、ｊ＝２であるトレリスとｊ＝３であるトレリスとが結合された形態のトレリスを有するビタビ復号器に入力されて復号化される段階とを含み、
前記結合されたトレリスは、
連結されたコードワード間の境界が始まるビットから連続３ビットまではｊ＝３であるコードワードを許容させる変形されたｊ＝３トレリスであること、
を特徴とする請求項５または請求項６に記載のコードレート７／８であるＭＴＲコード復号化方法。
【請求項８】
前記現在のコードワードの４番目のビットｘ４から最下位ビットｘ0までは、ｊ＝２であるトレリスにより復号化し、
前記次のコードワードの最上位ビットｙ7とその次のビットｙ6とにｊ＝３のトレリスを適用するために、ｙ7に該当するトレリスは、ｊ＝２であるトレリスにおいて、次に示すブランチマトリクス（ＢＭ）を追加で計算することで得られ、
【数２】
2005135575.tif 000024
ｙ6に該当するトレリスは、ｊ＝２であるトレリスにおいて、次に示すブランチマトリクスを追加で計算することで得られ、
【数３】
2005135575.tif 000025
ｙ5に該当するトレリスは、ｊ＝２であるトレリスにおいて、次に示すブランチマトリクスを追加で計算することで得られること、
【数４】
2005135575.tif 000026
を特徴とする請求項７に記載のコードレート７／８であるＭＴＲコード復号化方法。
【請求項９】
現在入力される８ビットのコードワードをｃ(ｋ)とし、その次の８ビットのコードワードをｃ（ｋ＋１）とするとき、これらのコードワードｃ(ｋ)およびそれに続いて入力されるコードワードｃ（ｋ＋１）を連結して所定のＭＴＲ制約条件を満足するか否かをチェックして、前記ＭＴＲ制約条件を満足しなければ、コードワードの特定ビットを変換し、前記制約条件を満足すれば、コードワードを変換しないＭＴＲ違反チェック／変換部と、
前記ＭＴＲ違反チェック／変換部が出力した８ビットのコードワードを所定のＭＴＲコードにより７ビットのデータに復号化する７／８デコーダとを含んで構成され、
前記コードレート７／８であるＭＴＲコードは、
全２５６個の８ビットコードワードのうち、コードワードが連続する場合にも連続的なデータ遷移を示すＭＴＲ制約条件であるｊ＝２を満足できるように、
各コードワードの上位２ビットまたは下位２ビットに‘１’を１つ以下含んだ１０５個のコードワードのうち、‘００００００００’，‘０００００００１’，‘００１０００００’，‘０１００００００’,‘０１１０００００’,‘１０００００００’,‘１０１０００００’を除外した９８個のコードと、‘１１０’で始まるか、‘０１１’で終わる４４個のコードワードのうち、‘１１００’で始まる１３個のコードワードおよびコードワード‘１１０１００００’を含まない３０個のコードワードとからなること、
を特徴とするコードレート７／８であるＭＴＲコード復号化装置。
ただし、ｊは最大遷移回数を表す。
【請求項１０】
前記ＭＴＲ違反チェック／変換部でのＭＴＲ制約条件のチェックは、
前記１２８個のコードワードに対してコードワードを連結して、コードワードの違反検査対象である現在のコードワードをｃ(ｋ)とし、その次のコードワードをｃ（ｋ＋１）とするとき、コードワードｃ(ｋ)の下位２ビット（ｘ1，ｘ0）とコードワードｃ（ｋ＋１）の上位４ビット（ｙ7、ｙ6、ｙ5、ｙ4）とに対してＭＴＲ制約条件を満足するか否かを判断し、
前記ＭＴＲ違反チェック／変換部におけるコードワードの変換は、
連続する０の数ｋが７以下を満足するか否かをチェックするパラメータをｚ0、ｊ＝３を満足するか否かをチェックするパラメータをｚ1とするとき、
【数５】
2005135575.tif 000027
によりｚ0およびｚ1を計算して、
ｚ0＝０である場合にはｋ＝７を満足するようにｘ0、ｙ7、ｙ6を０に変換し、
ｚ1＝１である場合にはｊ＝３を超過しないようにｘ0およびｙ4を１に変換すること、
を特徴とする請求項９に記載のコードレート７／８であるＭＴＲコード復号化装置。
【請求項１１】
現在入力された８ビットのコードワードおよび次の８ビットのコードワードを、チャンネルの再生特性を補償するために、チャンネルから読取ったデータを等化処理する４次部分応答等化器と、
ｊ＝２であるトレリスとｊ＝３であるトレリスとが結合された形態であって、連結されたコードワード間の境界が始まるビットから３ビット目まではｊ＝３であるコードワードを許容させる変形されたｊ＝３トレリスを具備し、前記等化された出力を前記結合されたトレリスによりビタビ復号化するビタビデコーダと、
前記ビタビデコーダからの直列データを、並列データに変換する直列／並列変換部とをさらに含んで構成すること、
を特徴とする請求項９または請求項１０に記載のコードレート７／８であるＭＴＲコード復号化装置。
【請求項１２】
請求項１、請求項２、および請求項５ないし請求項８のうちいずれか１項に記載の発明をコンピュータで実行させるためのプログラムを記録したコンピュータで読取可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は高密度磁気記録システムのためのコーディングおよび信号処理に係り、特に、高密度の記録システムに適したＭＴＲ（Maximum Transition Run）コード符号化／復号化方法およびその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のコードとしては、一般的な変調コードやコードレートが比較的に低いＭＴＲコードなどがある。磁気記録システムのうちハードディスクドライブ（ＨＤＤ：Hard Disk Drive）で代表的に使われている一般的な変調コードとしては、コードレートが８／９または１６／１７などのコードである。このようなコードの場合、記録密度が上昇するにつれて、連続的なデータの遷移（transition）回数が増加するため、データ検出性能の低下の主な原因となり、記録密度の上昇に限界をもたらす。
したがって、このような問題点を解決するためにＭＴＲコーディング技術の開発に注目が集まっている。従来のＭＴＲコードの場合、高密度の記録チャンネルで検出性能の向上をもたらすために、主に連続的なデータの遷移回数が２以下であるコードに対する技術が開発された。しかし、このようなコードはコードレートの上昇に限界があった。
【０００３】
ここで、ＭＴＲコーディング技術を簡略に説明する。ＲＬＬ（Run-length Limited）変調コードは、磁気または光記録／再生システムにおいて最も多く使われるコードである。このＲＬＬ変調コードにおいて、制約条件（ｄ,ｋ）は、‘１’と‘１’との間に連続する‘０’の数が最小ｄ個から最大ｋ個となるように、変調されたＮＲＺＩ（Non-Return-to-Zero-Inversion）波形の遷移の間隔を、最小ｄ＋１ビットから最大ｋ＋１ビット以内にすることを示している。このようなコード（ｄ，ｋ）は、符号間干渉（Inter-Symbol Interference：ＩＳＩ）を減らしつつ、タイミングリカバリを容易にすることができる。
ＭＴＲコードは、高密度の磁気記録システムにおいて、記録データに対する最小距離の特性（minimum distance characteristic）を向上させて、既存の（０,ｋ）である記録コードに比べて検出性能をめざましく改善することができる。３以上の連続的な記録遷移が発生することを抑制した、４／５、５／６および６／７のコーディング技術が開発されている。このようなコードの検出性能のゲインは、コード（１，７）のゲインと類似しながら、より高いコードレートを実現するという長所を有する。このとき、許容される最大の遷移回数ｊが２である場合の、ＭＴＲコードの容量は、ｋ値に応じて次の表１のように示される。
【表１】
2005135575.tif 000003
【０００４】
次に、コードレートが４／５のＭＴＲコーディング技術を説明する。コードレート４／５であるＭＴＲコードの形成方法は、次の通りである。
【０００５】
１）５ビットの全コードワードのうち、‘１１１’のパターンを含むコードワードを除去する。
【０００６】
２）コードワードの最初の部分または最後の部分において‘１１’のパターンを含むコードワードをさらに除去することで、コードシーケンスが形成されたときに、ｊ＝２を満足させる。
【０００７】
３）ｋ＝(であるコードワードを生成させないために、‘０００００’のコードワードを除去する。
【０００８】
この方法によると、許容できるコードワードの数が１６個になり、コードレート４／５であるコードを構成でき、このコードにおいて許容されるｋは最大８であり、次の表２に示すとおりである。
【表２】
2005135575.tif 000004
【０００９】
また、コードレート５／６であるＭＴＲコードの変換テーブルは、次の表３のとおりである。
【表３】
2005135575.tif 000005
【００１０】
表３は、コードレートが５／６であるＭＴＲコード（ｊ＝２）を示している。このコードは２つの状態に分かれており、符号化および復号化の方法は、次の通りである。
【００１１】
１）２5（３２）個の可能な（possible）入力データそれぞれに対してコードを割り当てるために、“ＳＴＡＴＥ−０”と“ＳＴＡＴＥ−１”とはそれぞれ３２個のコードを含む。５ビットの入力データは、２つの変換状態のうち１つの状態を選択してエンコーディングされる。“ＳＴＡＴＥ−０”および“ＳＴＡＴＥ−１”のコードワードは最後の２つのコードのみ異なって構成されており、これによる状態の選択はエンコーディングされた前回（previous）コードワードの最後のビットが‘０’または‘１’のうちいずれであるかによって決定される。言い換えれば、前回コードワードの最後のビットが‘０’である場合、“ＳＴＡＴＥ−０”のコードワードに変換され、最後のビットが‘１’である場合、“ＳＴＡＴＥ−１”のコードワードに変換される。
【００１２】
２）“ＳＴＡＴＥ−１”が選択された場合、入力が‘１１１１０’または‘１１１１１’であれば、ｊ＝２である制約条件を満足させるために前回コードワードの最後のビットを‘０’に変換する。
【００１３】
３）エンコーディングされた６ビットの出力が‘００００００’であり、次のコードワードの最初のビットが‘０’である場合、最後の２つのビットを‘１’に変換する。
【００１４】
４）前回コードワードの最後のビットが‘０’であり、現在（current）コードワードの前から５ビットが‘０’であれば、現在コードワードの最初の２ビットを‘１’に修正する。
【００１５】
５）前記の「４」番目の条件に該当せずに前回コードワードの後部分および現在コードワードの前部分で‘０’が連続的に現れ、全体の‘０’の数が７個以上である場合は、前回コードワードの最後の２ビットを‘１’に変換する。これによって、コードで許容されるｋは最大６になる。
【００１６】
６）デコーディングの場合、コードワードの最後の２つのビットが両方とも‘１’であれば‘００’に変換し、コードワードの最初の５ビットが‘１１０００’であれば、‘０００００’に変換する。また、現在コードワードの最初の３ビットが‘１１０’で始まり、最後の２ビットが‘１０’であれば、前回コードワードの最後のビット‘０’を‘１’に変換する。このように各条件に合う変換過程を経た後、コードテーブルを通じて各コードワードに該当する入力をデコーディングする。
【００１７】
コードレート６／７であるＭＴＲコード構成方法は、次の通りである。
【００１８】
１）７ビットよりなるあらゆるコードワードのうち、‘１１１’のパターンを含んでいるコードワードを除去する。
【００１９】
２）ｋ−制約条件を考慮しない場合、コードワードの開始部分および最後の部分では‘１１’のパターンを含んでいない有効コードワードの総数は、５７個である。したがって、６ビットの入力に対するコードワードを構成するためには、追加で最小７個（＝２6−５７）のコードワードが必要である。
【００２０】
３）６４個のコードワードを構成するために、‘１１０’で始まり、残りの４ビットがｊ＝２であるＭＴＲ条件を満足させる次のような９個のコードワード、すなわち、‘１１０００００’，‘１１００００１’，‘１１０００１０’，‘１１００１００’，‘１１００１０１’，‘１１００１１０’，‘１１０１０００’，‘１１０１００１’，‘１１０１０１０’を考慮する。
【００２１】
４）前記の追加で考慮されたコードワードを使用すれば、前回コードワードの最後が‘０’である場合、ＭＴＲ制約条件に違反しないが、‘１’で終わる場合には前回コードワードの連続する最後の３ビットと現在コードワードの‘１１０’とを次の数式１のように変形させてｊ＝２である条件を満足させる。
【数６】
2005135575.tif 000006
【００２２】
５）６６個の使用可能なコードワードのうちに、ｋ＝∞であるコードワードを生成されなくするために、‘０００００００’のコードワードを除去する。このとき、‘０’が連続的に発生されうる長さの最も長い場合が‘１００００００，００００００１’であるので、最大のラン長さ（run-length）は１２ビットである。
【００２３】
６）ｋ−条件をさらに減らすために次の数式２のようにコードを変形させる。
【数７】
2005135575.tif 000007
【００２４】
前記のように変形すれば、‘１００００００,００１・・・’または‘・・・１００,００００００１’である場合に最も長い連続的な‘０’が発生するので、ｋ＝８となる。
【００２５】
７）エンコーディングされたコードシーケンスに対するデコーディング過程は、前記した過程の逆の手順で進められる。
【００２６】
このように構成されたコードは、可能な（available）コードワードの数が６５個となって、このうち６４個を選択してコードレート６／７であるコードを構成でき、コードで許容されるｋは最大８であり、次の表４の通りである。
【表４】
2005135575.tif 000008
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２７】
本発明が解決しようとする技術的課題は、従来の一般的な変調コードに比べて相対的に検出性能の向上を示しつつ、従来のデータの遷移回数が２以下であるＭＴＲコードに比べて相対的に高いコードレートを持たせるために、各コードワードのデータの遷移回数を２以下に制限し、コードワードが連続して入力される場合に限定してデータの遷移回数を３まで許容する、コードレート７／８であるＭＴＲコード符号化／復号化方法および装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００２８】
前記課題を解決するための本発明によるコードレート７／８であるＭＴＲコード符号化方法は、入力された７ビットのデータから、所定の８ビットのコードワードを生成するコードレート７／８であるＭＴＲコード生成段階と、前記８ビットのコードワードおよびこれに続けて入力される８ビットのコードワードを連結して、所定のＭＴＲ制約条件を満足するか否かをチェックするＭＴＲ違反チェック段階と、前記ＭＴＲ制約条件を満足しなければ、コードワードの特定ビットを変換して、前記制約条件を満足すれば、コードワードを変換しないコードワード変換段階とを含むことを特徴とする。
【００２９】
前記コードレート７／８であるＭＴＲコードは、全２５６個の８ビットコードワードのうち、コードワードが連続する場合にも連続的なデータ遷移を示すＭＴＲ制約条件であるｊ＝２を満足できるように、各コードワードの上位２ビットまたは下位２ビットに‘１’を１つ以下含んだ１０５個のコードワードのうち、‘００００００００’，‘０００００００１’，‘００１０００００’，‘０１００００００’,‘０１１０００００’,‘１０００００００’,‘１０１０００００’を除外した９８個のコードと、‘１１０’で始まるか、‘０１１’で終わる４４個のコードワードのうち、‘１１００’で始まる１３個のコードワードおよびコードワード‘１１０１００００’を含まない３０個のコードワードとからなることを特徴とする。
【００３０】
前記ＭＴＲ違反チェック段階におけるＭＴＲ制約条件のチェックは、前記１２８個のコードワードに対してコードワードを連結して、コードワードの違反検査対象の現在のコードワードをｃ(ｋ)とし、その次のコードワードをｃ（ｋ＋１）とするとき、現在のコードワードの下位２ビット（ｘ1，ｘ0）と次のコードワードの上位４ビット（ｙ7，ｙ6，ｙ5，ｙ4）とに対して、ＭＴＲ制約条件を満足するか否かを判断し、前記コードワード変換段階におけるコードワード変換は、連続する‘０’の数ｋが７以下を満足するか否かをチェックするパラメータをｚ0、ｊ＝３の制約条件を満足するか否かをチェックするパラメータをｚ1とするとき、ｚ0＝ｘ1＋ｘ0＋ｙ7＋ｙ6＋ｙ5＋ｙ4、ｚ1＝ｘ1・ｘ0・ｙ7・ｙ6・ｙ4（ここで、＋はモジュラ‐２加算演算を示す）によりｚ0およびｚ1を計算し、ｚ0＝０である場合には、ｋ＝７を満足するように、ｘ0、ｙ7、ｙ6を１に変換し、ｚ1＝１である場合には、ｊ＝３を超過しないようにｘ0とｙ4とを０に変換することを特徴とする。
【００３１】
前記課題を解決するための本発明によるコードレート７／８であるＭＴＲコード符号化装置は、入力された７ビットのデータから、所定の８ビットのコードワードを出力するコードレート７／８であるＭＴＲコードを生成する７／８エンコーダと、前記８ビットのコードワードおよびこれに続けて入力される８ビットのコードワードを連結して、所定のＭＴＲ制約条件を満足するか否かをチェックし、前記ＭＴＲ制約条件を満足しなければ、前記コードワードの特定ビットを変換して、前記制約条件を満足すれば、コードワードを変換しないＭＴＲ違反チェック／変換部とを含んで構成され、前記コードレート７／８ＭＴＲコードは、全２５６個の８ビットコードワードのうち、コードワードが連続する場合にも連続的なデータ遷移を示すＭＴＲ制約条件であるｊ＝２を満足できるように、各コードワードの上位２ビットまたは下位２ビットに‘１’を１つ以下含んだ１０５個のコードワードのうち、‘００００００００’，‘０００００００１’，‘００１０００００’，‘０１００００００’,‘０１１０００００’,‘１０００００００’,‘１０１０００００’を除外した９８個のコードと、‘１１０’で始まるか、‘０１１’で終わる４４個のコードワードのうち、‘１１００’で始まる１３個のコードワードおよびコードワード‘１１０１００００’を含まない３０個のコードワードとからなり、前記ＭＴＲ違反チェック／変換部におけるＭＴＲ制約条件のチェックは、前記１２８個のコードワードに対してコードワードを連結して、コードワードの違反検査対象の現在のコードワードをｃ(ｋ）とし、その次のコードワードをｃ（ｋ＋１）とするとき、現在のコードワードの下位２ビット（ｘ1、ｘ0）と次のコードワードの上位４ビット（ｙ7、ｙ6、ｙ5、ｙ4）とに対して、ＭＴＲ制約を満足するか否かを判断し、前記ＭＴＲ違反チェック／変換部におけるコードワード変換は、連続する‘０’の数ｋが７以下を満足するか否かをチェックするパラメータをｚ0、ｊ＝３の制約条件を満足するか否かをチェックするパラメータをｚ1とするとき、ｚ0＝ｘ1＋ｘ0＋ｙ7＋ｙ6＋ｙ5＋ｙ4、ｚ1＝ｘ1・ｘ0・ｙ7・ｙ6・ｙ4（ここで、＋はモジュラ-２加算演算を示す）によりｚ0およびｚ1を計算し、ｚ0＝０である場合には、ｋ＝７を満足するようにｘ0、ｙ7、ｙ6を１に変換し、ｚ1＝１である場合には、ｊ＝３を超過しないようにｘ0とｙ4とを０に変換することを特徴としている。
【００３２】
前記符号化装置は、前記ＭＴＲ違反チェック／変換部の並列コードワードを直列データに変換する並列／直列変換部と、前記直列データをチャンネルに記録するために信号レベルを変換するプリコーダと、をさらに具備することを特徴としている。
【００３３】
前記課題を解決するための本発明によるコードレート７／８であるＭＴＲコード復号化方法は、現在入力された８ビットのコードワードをｃ(ｋ）とし、その次の８ビットのコードワードをｃ（ｋ＋１）とするとき、これらのコードワードｃ(ｋ）およびこれに続けて入力されるコードワードｃ（ｋ＋１）を連結して、所定のＭＴＲ制約条件を満足するか否かをチェックするＭＴＲ違反チェック段階と、前記ＭＴＲ制約条件を満足しなければ、コードワードの特定ビットを変換し、前記制約条件を満足すれば、コードワードを変換しないコードワード変換段階と、前記コードワード変換段階を経た８ビットのコードワードを、所定のＭＴＲコードにより７ビットのデータに復号化する段階とを含み、前記コードレート７／８であるＭＴＲコードは、全２５６個の８ビットコードワードのうち、コードワードが連続する場合にも連続的なデータ遷移を示すＭＴＲ制約条件であるｊ＝２を満足できるように、各コードワードの上位２ビットまたは下位２ビットに‘１’を１つ以下含んだ１０５個のコードワードのうち、‘００００００００’，‘０００００００１’，‘００１０００００’，‘０１００００００’,‘０１１０００００’,‘１０００００００’,‘１０１０００００’を除外した９８個のコードと、‘１１０’で始まるか、‘０１１’で終わる４４個のコードワードのうち、‘１１００’で始まる１３個のコードワードおよびコードワード‘１１０１００００’を含まない３０個のコードワードとからなることを特徴としている。
【００３４】
前記ＭＴＲ違反チェック段階におけるＭＴＲ制約条件のチェックは、前記１２８個のコードワードに対してコードワードを連結して、コードワードの違反検査対象である現在のコードワードをｃ(ｋ)とし、その次のコードワードをｃ（ｋ＋１）とするとき、コードワードｃ(ｋ)の下位２ビット（ｘ1，ｘ0）とコードワードｃ（ｋ＋１）の上位４ビット（ｙ7，ｙ6，ｙ5，ｙ4）とに対してＭＴＲ制約条件を満足するか否かを判断し、前記コードワード変換段階におけるコードワード変換は、連続する０の数ｋが７以下を満足するか否かをチェックするパラメータをｚ0、ｊ＝３を満足するか否かをチェックするパラメータをｚ１とするとき、
【数８】
2005135575.tif 000009
【００３５】
によりｚ0およびｚ1を計算して、ｚ0＝０である場合には、ｋ＝７を満足するようにｘ0、ｙ7およびｙ6を０に変換し、ｚ1＝１である場合には、ｊ＝３を超過しないようにｘ0とｙ4とを１に変換することを特徴としている。
【００３６】
前記現在入力されたコードワードが、再生チャンネルの出力に対して等化処理される段階と、前記等化された出力が、ｊ＝２であるトレリスとｊ＝３であるトレリスとが結合された形態のトレリスを有するビタビ復号器に入力されて復号化される段階とを含み、前記結合されたトレリスは、連結されたコードワード間の境界が始まるビットから連続３ビットまではｊ＝３であるコードワードを許容させる変形されたｊ＝３トレリスであることを特徴としている。
【００３７】
前記現在のコードワードの４番目のビットｘ4から最下位ビットｘ0までは、ｊ＝２であるトレリスにより復号化し、
前記次のコードワードの最上位ビットｙ7とその次のビットｙ6とにｊ＝３のトレリスを適用するために、ｙ7に該当するトレリスは、ｊ＝２であるトレリスにおいて、次に示すブランチマトリクス（ＢＭ）を追加で計算することで得られ、
【数９】
2005135575.tif 000010
【００３８】
ｙ6に該当するトレリスは、ｊ＝２であるトレリスにおいて、次に示すブランチマトリクスを追加で計算することで得られ、
【数１０】
2005135575.tif 000011
【００３９】
ｙ5に該当するトレリスは、ｊ＝２であるトレリスにおいて、次に示すブランチマトリクスを追加で計算することで得られることを特徴としている。
【数１１】
2005135575.tif 000012
【００４０】
前記課題を解決するための本発明によるコードレート７／８であるＭＴＲコード復号化装置は、現在入力される８ビットのコードワードをｃ(ｋ)とし、その次の８ビットのコードワードをｃ（ｋ＋１）とするとき、これらのコードワードｃ(ｋ)およびそれに続いて入力されるコードワードｃ（ｋ＋１）を連結して所定のＭＴＲ制約条件を満足するか否かをチェックして、前記ＭＴＲ制約条件を満足しなければ、コードワードの特定ビットを変換し、前記制約条件を満足すれば、コードワードを変換しないＭＴＲ違反チェック／変換部と、前記ＭＴＲ違反チェック／変換部が出力した８ビットのコードワードを所定のＭＴＲコードにより７ビットのデータに復号化する７／８デコーダとを含んで構成され、前記コードレート７／８であるＭＴＲコードは、全２５６個の８ビットコードワードのうち、コードワードが連続する場合にも連続的なデータ遷移を示すＭＴＲ制約条件であるｊ＝２を満足できるように、各コードワードの上位２ビットまたは下位２ビットに‘１’を１つ以下含んだ１０５個のコードワードのうち、‘００００００００’，‘０００００００１’，‘００１０００００’，‘０１００００００’,‘０１１０００００’,‘１０００００００’,‘１０１０００００’を除外した９８個のコードと、‘１１０’で始まるか、‘０１１’で終わる４４個のコードワードのうち、‘１１００’で始まる１３個のコードワードおよびコードワード‘１１０１００００’を含まない３０個のコードワードとからなることを特徴としている。
【００４１】
前記ＭＴＲ違反チェック／変換部でのＭＴＲ制約条件のチェックは、
前記１２８個のコードワードに対してコードワードを連結して、コードワードの違反検査対象である現在のコードワードをｃ(ｋ)とし、その次のコードワードをｃ（ｋ＋１）とするとき、コードワードｃ(ｋ)の下位２ビット（ｘ1，ｘ0）とコードワードｃ（ｋ＋１）の上位４ビット（ｙ7，ｙ6，ｙ5，ｙ4）とに対してＭＴＲ制約条件を満足するか否かを判断し、前記ＭＴＲ違反チェック／変換部におけるコードワードの変換は、連続する０の数ｋが７以下を満足するか否かをチェックするパラメータをｚ０、ｊ＝３を満足するか否かをチェックするパラメータをｚ1とするとき、
【数１２】
2005135575.tif 000013
【００４２】
によりｚ0およびｚ1を計算して、ｚ0＝０である場合にはｋ＝７を満足するようにｘ0、ｙ7、ｙ6を０に変換し、ｚ1＝１である場合にはｊ＝３を超過しないようにｘ0およびｙ4を１に変換することを特徴とする
【００４３】
前記復号化装置は、現在入力された８ビットのコードワードおよび次の８ビットのコードワードを、チャンネルの再生特性を補償するために、チャンネルから読取ったデータを等化処理する４次部分応答等化器と、ｊ＝２であるトレリスとｊ＝３であるトレリスとが結合された形態であって、連結されたコードワード間の境界が始まるビットから３ビット目まではｊ＝３であるコードワードを許容させる変形されたｊ＝３トレリスを具備し、前記等化された出力を前記結合されたトレリスによりビタビ復号化するビタビデコーダと、前記ビタビデコーダからの直列データを、並列データに変換する直列／並列変換部とをさらに含んで構成することを特徴としている。
【００４４】
そして、前記記載された発明をコンピュータで実行させるためのプログラムを記録したコンピュータで読取可能な記録媒体を提供する。
【発明の効果】
【００４５】
本発明によれば、コードワードのデータの遷移回数を２以下に制限して、コードワードが連続して入力される場合に限定して、データの遷移回数を３まで許容するコーディング技術により、従来の一般的な変調コードに比べて相対的に検出性能の向上を示し、従来のデータの遷移回数が２以下であるＭＴＲコードに比べて、相対的に高いコードレートを実現することができる。
【００４６】
そして、高い記録密度であってもデータを信頼して再生でき、これより磁気情報記憶システムにより多くのデータの記憶およびその再生を可能にする。
【００４７】
また、本発明によるコーディング技術の特性に合わせてトレリスが結合された形態のＰＲＭＬ（Partial Response Host Likelyhood）検出されることによって、従来のＰＲＭＬ技術に比べて検出性能を相対的に向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４８】
以下、添付した図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は、本実施形態によるコードレートが７／８であるＭＴＲ符号化装置１０およびＭＴＲ復号化装置２０の構成を示したブロック図である。コードレート７／８であるＭＴＲ符号化装置１０は、７／８エンコーダ１００、ＭＴＲ違反チェック／変換部１１０、並列／直列変換部１２０およびプリコーダ１３０を含んで構成される。
【００４９】
７／８エンコーダ１００は、７ビットのデータを所定の８ビットのコードワードとして出力するコードレート７／８であるＭＴＲコードを生成する。ＭＴＲ違反チェック／変換部１１０は、８ビットのコードワードおよびこれに続けて入力される８ビットのコードワードを連結して、所定のＭＴＲ制約条件を満足するか否かをチェックし、このＭＴＲ制約条件を満足していなければ、このコードワードの特定のビットを変換し、ＭＴＲ制約条件を満足していれば、コードワードを変換しない。
【００５０】
並列／直列変換部１２０は、ＭＴＲ違反チェック／変換部１１０の並列コードワードを直列データに変換する。プリコーダ１３０は、この直列データをチャンネルに記録するために信号レベルを変換する。
【００５１】
そして、コードレート７／８であるＭＴＲ復号化装置２０は、４次部分応答等化器（a fourth order partial response equalizer）１４０、ビタビデコーダ１５０、直列／並列変換部１６０、ＭＴＲ違反チェック／変換部１７０および７／８デコーダ１８０を含んで構成される。
【００５２】
ＭＴＲ違反チェック／変換部１７０は、現在入力された８ビットのコードワードをｃ(ｋ)とし、次に入力される８ビットのコードワードをｃ（ｋ＋１）とするとき、コードワードｃ(ｋ)およびこれに続いて入力されるコードワードｃ（ｋ＋１）を連結して、所定のＭＴＲ制約条件を満足するか否かをチェックし、このＭＴＲ制約条件を満足しなければ、コードワードの特定ビットを変換し、ＭＴＲ制約条件を満足していれば、コードワードを変換しない。
【００５３】
７／８デコーダ１８０は、ＭＴＲ違反チェック／変換部１７０からの８ビットのコードワードを、所定のＭＴＲコードにより７ビットのデータにデコードする。４次部分応答等化器１４０は、チャンネルの再生特性を補償するために、チャンネルから読み取ったデータを等化処理する。ビタビデコーダ１５０は、結合されたトレリスを有し、ビタビデコードを実行する。
直列／並列変換部１６０は、ビタビデコーダ１５０からの直列データを、並列データに変換する。
【００５４】
次に、前記したＭＴＲ符号化装置１０およびＭＴＲ復号化装置２０の動作を説明する。まず、７ビットのユーザーデータが７／８エンコーダ１００に入力されて８ビットのコードワード（Ｃk+1）が出力される。この出力は、ＭＴＲ違反チェック／変換部１１０に入力されて、既に変形されていたコードワード
【数１３】
2005135575.tif 000014
【００５５】
と共にＭＴＲ制約条件を満足するか否かをチェックして、満足しない場合には、コードワードの特定ビットを変換して、既に変形されていたコードワード
【数１４】
2005135575.tif 000015
【００５６】
を出力する。このとき、７／８エンコーダ１００から入力されてＭＴＲ違反チェック／変換部１１０で変換されたコードワード（Ｃk+1）は、次のコードワードとともにＭＴＲ条件違反チェックのために一時メモリに入力される。出力されたコードワードは、ＭＴＲ違反チェック／変換部１１０から、並列／直列変換部１２０とプリコーダ１３０とを通過した後で記録チャンネル３０に記録される。
【００５７】
前記のように記録されたデータの再生過程は、読出しチャンネル４０の出力に対して等化過程を経る。このとき、等化器には４次部分応答等化器１４０を使用し、等化された出力はさらに、本実施形態の結合されたトレリスを有するビタビデコーダ１５０に入力されて検出過程を経る。検出されたデータはさらに直列／並列変換部１６０に入力されて８ビットコードワード単位で変換されてＭＴＲ違反チェック／変換部１７０を通じて前回コードワードＣkを復元して、これをデコードして元のデータを出力する。
【００５８】
図２は、本実施形態におけるコードレート７／８であるＭＴＲコードのコードワード表を例示したものである。
【００５９】
コードワードの長さが８ビットであって、ｋ−制約条件を考慮しない場合（ｋ＝∞）、最大の連続的な遷移回数ｊが２以下である有効コードワード数は、１０５種である。このコードワードは、コードワードが連続する場合にもｊ＝２を満足するように各コードワードの最初および最後の２ビットには‘１’が１つ以下含んで構成されている。しかし、７ビット入力データに対して８ビットコードワードで符号化するためには１２８（２7）個のコードワードが必要であるので、最小２３個のコードワードが追加で要求される。
【００６０】
これはコードワードの最初が“１１０”で始まるコードワードと、最後が“０１１”で終わるコードワードとを追加することによって解決可能である。コードワードの最初が“１１０”で始まるコードワードと、最後が“０１１”で終わるコードワードとは全４４個存在するが、ＭＴＲ違反チェック／変換部１１０を通じてコードワードの境界で連続する遷移回数を３以下に制限できるように、コーディングするために“１１００”で始まるコードワード１３種を排除する。これを除外した残りの使用可能なコードワードの数は、１３６（１０５＋（４４−１３））種である。このうちｋ−制約条件（ｋ＝７）を満足するために、コードワードの最初から連続的な‘０’の数が、７ビットまたは８ビットであるコードワード２種と、最後からの連続的な‘０’の数が、５ビット以上であるコードワード５種およびＭＴＲ違反チェック／変換部１１０を通じてコードワードの変形時にｋ−制約条件が７を超過したコードワード１種の使用を排除すれば、該当コードワードは、次の全８種となる。‘００００００００’，‘０００００００１’，‘００１０００００’，‘０１００００００’，‘０１１０００００’，‘１０００００００’，‘１０１０００００’，‘１１０１００００’。
【００６１】
したがって、本実施形態によるコードは、コードレートが７／８であり、コードワード内では連続的に発生可能な最大遷移回数が２以下であり、コードワードとコードワードとの境界では連続的な最大遷移回数を３まで許容するＭＴＲコードである。しかし、コードワードテーブルを通じて単に入力に対するコードワードを対応させるだけではコードワード境界でｊ＝３を常に満足させず、ｋ−制約条件も７以下にならない場合が発生する。したがって、これはＭＴＲ違反チェック／変換部１１０を通じて、それぞれの条件を満足させるコードを発生させることができる。
【００６２】
図３は、エンコーディングおよびデコーディングのためのＭＴＲ条件違反のチェックおよびその変換過程に対するフローチャートである。コードレートが４／５、５／６、６／７である従来のＭＴＲコードとは異なり、コードレートが７／８である場合には全体的にｊ＝２であるコーディングが不可能であるために、本実施形態ではコードワード間の境界でのみｊ＝３を許容できるようにした。
【００６３】
エンコーディングに対するＭＴＲ違反のチェックおよび変換過程ではｋ−制約条件が７を満足し、コードワード間の境界のみでｊ＝３を許容するために、特定な場合に、次のように変換する。
【数１５】
2005135575.tif 000016
【００６４】
このとき、コードワードシーケンスが、“・・・１１,１１０１００００,０００１・・・”であると、“・・・１０,１１００００００,０００１・・・”に変換されてｋ−制約条件が９になるという問題が発生するため、コードワード“１１０１００００”の使用を排除する。現在コードワードを
【数１６】
2005135575.tif 000017
【００６５】
とし、次のコードワードを
【数１７】
2005135575.tif 000018
【００６６】
とするとき、前記のように変換過程が行われると、ｘ1,ｘ0,ｙ7が同時に‘１’である場合およびｘ0,ｙ7,ｙ-が同時に‘１’である場合のみ発生し、その他ではいずれもｊ＝２という制約条件を満足する。すなわち、現在のコードワードの下位２ビット（ｘ1,ｘ0）および次のコードワードの上位４ビット（ｙ7,ｙ6,ｙ5,ｙ4）に対してＭＴＲ制約条件を満足するか否かをチェックする。そして、ＭＴＲ違反チェック／変換部１１０でのコードワード変換は、連続する‘０’の数ｋが、７以下であるか否かをチェックするパラメータをｚ0、ｊ＝３の制約条件を満足するか否かをチェックするパラメータをｚ1とするとき、ｚ0＝ｘ1＋ｘ0＋ｙ7＋ｙ6＋ｙ5＋ｙ4、ｚ1＝ｘ1・ｘ0・ｙ7・ｙ6・ｙ4（ここで、＋はモジュラ‐２加算演算を示す）によりｚ0およびｚ1を計算し、ｚ0＝０である場合にはｋ＝７を満足するようにｘ0、ｙ7、ｙ6を‘１’に変換し、ｚ1＝１である場合にはｊ＝３を超過しないようにｘ0とｙ4とを‘０’に変換する。
【００６７】
デコーディングに対するＭＴＲ違反のチェックおよび変換過程は、前記のエンコーディングに対する過程の逆の手順で行われる。すなわち、ＭＴＲ違反チェック／変換部１７０でのＭＴＲ制約条件のチェックは、１２８個のコードワードに対してコードワードを連結した場合、コードワード違反のチェック対象である現在のコードワードをｃ(ｋ)とし、その次に入力されるコードワードをｃ（ｋ＋１）とするとき、ｃ(ｋ)コードワードの下位２ビット（ｘ1,ｘ0）およびｃ（ｋ＋１）コードワードの上位４ビット（ｙ7,ｙ6,ｙ5,ｙ4）に対してＭＴＲ制約条件を満足するか否かをチェックする。
【００６８】
コードワードの変換は、連続する‘０’の数ｋが、７以下であるか否かをチェックするパラメータをｚ0、ｊ＝３を満足するか否かをチェックするパラメータをｚ１とするとき、
【数１８】
2005135575.tif 000019
【００６９】
によりｚ0およびｚ1を計算して、ｚ0＝０である場合にはｋ＝７を満足するようにｘ0，ｙ7，ｙ6を‘０’に変換し、ｚ1＝１である場合にｊ＝３を超過しないようにｘ0，ｙ4を‘１’に変換する。
【００７０】
図４は、従来のｊ＝２およびｊ＝３のＭＴＲコードのトレリス図を示したものである。
４次のＰＲ等化を通じた従来のｊ＝２であるＭＴＲコードに対するビタビ検出器では、ＢＭを求めるためのトレリスで連続的なデータの遷移が３以上発生する６個のブランチが除去される。これによって、高密度の磁気記録チャンネルでｊ＝２であるＭＴＲコードに対するＰＲＭＬの検出性能は、従来のＰＲＭＬ検出性能より極めて向上するが、相対的にｊ＝３であるＭＴＲコードに比べて極めて低いコードレートを示すことになる。
【００７１】
一方、４次のＰＲ等化を通じたｊ＝３であるＭＴＲコードの場合、コードレートの向上面で利点がある一方、ビタビ検出器で連続的なデータの遷移が４以上発生する２個のブランチのみ除去されるために、従来のＰＲＭＬ検出器より性能が向上するが、ｊ＝２であるＭＴＲコードに対するＰＲＭＬ検出性能よりは相対的に劣ったものとなる。
【００７２】
図５は、ｊ＝２であるＭＴＲコードおよびｊ＝３であるＭＴＲコードが結合されたＭＴＲコードのトレリス図を示したものである。
本実施形態によるＭＴＲコーディング技術に対するＰＲＭＬ検出方法は、ｊ＝２であるトレリスと、ｊ＝３であるトレリスとが結合された形態で具現される。この場合、コードワードの境界までは、ｊ＝２であるトレリスを通じてビタビ検出技術を適用し、境界点から連続３ビットまでは、ｊ＝３であるコードワードの許容のために、ｊ＝３であるトレリスの変形を通じて検出する形態で具現される。
【００７３】
例えば、現在コードワードの４番目のビットｘ4から最後のＬＳＢ・ｘ0までは、常にｊ＝２であるトレリスにより検出可能である。しかし、次のコードワードのＭＳＢ・ｙ7とその次のビットｙ6とは、ｊ＝３を許容するためにトレリスの変形が必要となる。したがって、ｙ7に該当するトレリスでは、従来のｊ＝２であるトレリスで次のケースの場合に、ＢＭを追加で計算しなければならない。
【数１９】
2005135575.tif 000020
【００７４】
また、その次のビットｙ6の場合には、以前ビットｙ7に対するトレリスにより従来のｊ＝３であるトレリスに対するＢＭを計算する。すなわち、従来のｊ＝２であるトレリスで次のケースの場合に、ＢＭを追加で計算しなければならない。
【数２０】
2005135575.tif 000021
【００７５】
最後に、ｙ6以後のビットについては、さらにｊ＝２である場合に制限されるので、次のビットｙ5ではｊ＝２のみを許容するようにトレリスの変形が必要となる。したがって、ｙ5に該当するトレリスでは、従来のｊ＝２であるトレリスで次のケースの場合に、ＢＭを追加で計算しなければならない。
【数２１】
2005135575.tif 000022
【００７６】
図６は、線形水平磁気記録チャンネルでのＢＥＲ性能を比較したグラフであって、本実施形態によるコードレート７／８であるＭＴＲコードに対する結合されたトレリスを有する４次のＰＲＭＬ検出器の性能を、従来の線形水平磁気記録システムで使用しているコードレート８／９である変調コードの検出性能と比較して示したグラフである。
ここで使用した水平磁気記録チャンネルは、振幅が１に正規化されたローレンツパルスを使用し、ユーザービットに対する正規化された密度が２.５である場合に対してＥＥＰＲ４ＭＬ検出器を使用した。
【００７７】
図６に示すように、高密度の１０-5ＢＥＲを基準に、コードレート８／９であるコードの検出性能は、本実施形態の７／８コードの性能に比べて、相対的に０.５ｄＢ以上低いことがわかる。この原因は、コードレート８／９であるコードの場合、連続する遷移が最大１２ビットまで発生できるために、記録密度が高くなるほど隣接シンボル間の干渉が著しくなって、検出性能の低下を示すためである。また、コードレート７／８であるコードに対して、従来のｊ＝３であるトレリスを利用すると、０.３ｄＢ程度の追加的な性能向上を示し、本実施形態による結合されたトレリスを有するビタビ検出器は、従来のＥＥＰＲ４ＭＬ検出器にコードレート７／８であるコードを使用した場合よりも、０.６ｄＢ以上の性能ゲインの向上が得られる。
【００７８】
図７は、線形垂直磁気記録チャンネルでのＢＥＲ性能の比較グラフであって、本実施形態のコードレート７／８であるＭＴＲコードに対する結合されたトレリスとを有する４次のＰＲＭＬ検出器の性能を、従来の線形垂直磁気記録システムでコードレート８／９である変調コードの検出性能と比較して示したグラフである。
ここでは線形垂直磁気記録チャンネルとして、H.Sawaguchi,Y.Nishida,H.TakanoおよびH.Aoiにより発表されたJournal of Magnetism and Magnetic Materials/2001,PP.265-272に記載されたチャンネルモデルを使用し、ユーザービットに対する正規化された密度が１.５である場合にＰＲ（１２３２１）ＭＬ検出器を使用した。
【００７９】
図７に示すように、高密度の１０-5ＢＥＲを基準に、コードレート８／９であるコードに対する検出性能は本実施形態によるコードレート７／８であるコードに対する性能に比べて相対的に０.８ｄＢ程低いことがわかる。また、コードレート７／８であるコードに対して従来のｊ＝３であるトレリスを利用すれば、１.３ｄＢ程度の追加的な性能向上を示し、本実施形態の結合されたトレリスを有するビタビ検出器は、従来のＰＲ（１２３２１）ＭＬ検出器に、コードレート７／８であるコードを使用した場合よりも、２ｄＢ程度の性能ゲインの向上が得られる。
【００８０】
図８は、非線形垂直磁気記録チャンネルでのＢＥＲ性能の比較を示したグラフであって、本実施形態のコードレート７／８であるＭＴＲコードに対する結合されたトレリスを有する４次のＰＲＭＬ検出器の性能を、従来の非線形垂直磁気記録システムでコードレート８／９である変調コードの検出性能と比較して示したグラフである。
ここで使用した非線形垂直磁気記録チャンネルは、非線形雑音（ジッタ、DC-offset）が含まれた形態のチャンネルモデルを使用し、全体雑音の中で、DC-offset雑音が１０％を占め、残りのうち、ジッタ雑音と白色ガウシアン雑音（ＷＧＮ：White Gaussian Noise）とが占める比率をそれぞれ１５％、８５％に固定し、ユーザービットに対する正規化された密度が１.５である場合に対してＰＲ（１２３２１）ＭＬ検出器を使用した。
【００８１】
図８に示すように、高密度の１０-5ＢＥＲを基準に、コードレート８／９であるコードに対する検出性能は、本実施形態の７／８コードに対する性能に比べて相対的に０.８ｄＢ程度減少する。また、７／８コードに対して従来のｊ＝３であるトレリスを利用すれば、０.８ｄＢ程度の追加的な性能向上を示し、本実施形態の結合されたトレリスを有するビタビ検出器は、従来のＰＲ（１２３２１）ＭＬ検出器に７／８コードを使用した場合より２ｄＢ程度の性能ゲインの向上が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明は、高密度の記録システムに適した形態のＭＴＲコードを提供することによって、高密度磁気記録システムのためのコーディングおよび信号処理に使用される。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本実施形態のコードレート７／８であるＭＴＲ符号化および復号化装置の構成を示したブロック図である。
【図２】コードレート７／８であるＭＴＲコードのコードワードを示した図である。
【図３】エンコーディングおよびデコーディングのためのＭＴＲ条件違反のチェックおよび変換過程を示したフローチャートである。
【図４】従来のｊ＝２およびｊ＝３であるＭＴＲコードを示したトレリス図である。
【図５】ｊ＝２およびｊ＝３が結合されたＭＴＲコードを示したトレリス図である。
【図６】線形水平磁気記録チャンネルでのＢＥＲ性能を比較したグラフである。
【図７】線形垂直磁気記録チャンネルでのＢＥＲ性能を比較したグラフである。
【図８】非線形垂直磁気記録チャンネルでのＢＥＲ性能を比較したグラフである。
【符号の説明】
【００８４】
１０    ＭＴＲ符号化装置
２０    ＭＴＲ復号化装置
３０    記録チャンネル
４０    読取りチャンネル
１００  ７／８エンコーダ
１１０  ＭＴＲ違反チェック／変換部
１２０  並列／直列変換部
１３０  プリコーダ
１４０  ４次部分応答等化器
１５０  ビタビデコーダ
１６０  直列／並列変換部
１７０  ＭＴＲ違反チェック／変換部
１８０  ７／８デコーダ
【図１】
2005135575.tif 000028
【図２】
2005135575.tif 000029
【図３】
2005135575.tif 000030
【図４】
2005135575.tif 000031
【図５】
2005135575.tif 000032
【図６】
2005135575.tif 000033
【図７】
2005135575.tif 000034
【図８】
2005135575.tif 000035